Estudio sobre la consolidación ósea de defectos críticos, mediante el uso de plasma rico en factores de crecimiento gelificado

Abstract

A la cirurgia ortopèdica actualment s'estan buscant estratègies per a la generació de biomaterials que accelerin la consolidació de defectes ossis de mida crítica en ossos llargs, tenint en compte que si no són tractats de manera adequada poden derivar en una pseudoartrosi i per tant la no funcionalitat del membre afectat, que podria acabar en amputació interferint així amb la qualitat de vida dels pacients. La teràpia cel·lular amb plasma ric en factors de creixement (PRGF) s'ha convertit en un material de recerca, amb l'objectiu de permetre que els factors de creixement que s'emmagatzemen als grànuls α d'aquestes cèl·lules siguin alliberats de manera eficient i en altes quantitats al lloc implantat, la qual cosa permetrà accelerar el procés de consolidació òssia. La preparació del PRGF del nostre estudi es va realitzar amb el protocol Endoret®, el qual es basa en una sola centrifugació amb la centrifuga BTI® PRGF Sistem III, a 460 gaus durant 8 minuts, les plaquetes es van activar amb clorur càlcic al 10%, a una proporció de 5% de l'activador en relació amb la quantitat de PRGF obtingut, finalment la seva preparació permet la concentració adequada de factors de creixement com ara el PDGF, TGFβ, IGF, VGF, FGF, EGF, HGF i VEGF, que tenen la funció d'accelerar els processos de reparació tissular. El PRGF que utilitzem al nostre estudi preclínic es va deixar gelificar a temperatura ambient durant 30 minuts. El PRGF gelificat va ser implantat en defectes crítics ossis de 20mm al terç mitjà de la tíbia de 12 conills de raça Nova Zelanda, i es va tenir un grup control de 12 animals experimentals als quals no se'ls va implantar cap biomaterial. El mètode d'osteosíntesi emprat per estabilitzar la tíbia va ser un fixador esquelètic extern biplanar. La valoració de l'efecte analgèsic produït pel PRGF es va fer durant els primers 15 dies postquirúrgics. L'avaluació de l'osteogènesi produïda en els defectes crítics es va fer als 8, 15, 30 i 60 dies postquirúrgics per mitjà d'anàlisi radiogràfica i tomografia axial computada a través de la valoració de la formació òssia amb l'escala de puntuació radiològica modificada de Lane i Sandhu i segons els criteris radiogràfics de la puntuació mRUST (Radiographic Union in Tibia) modificat i la puntuació TUS (Tomographic Unió Score). Als 15, 30 i 60 dies postquirúrgics es va fer la valoració qualitativa amb l'anàlisi histològica i la valoració quantitativa de la formació d'os amb l'anàlisi histomorfomètrica. Paral·lelament es va realitzar la valoració de dos biomarcadors ossis l'osteopontina i el col·lagen tipus I. Els nostres resultats evidencien que hi ha diferències estadísticament significatives entre el grup tractat amb PRGF gelificat i el grup control, tenint en compte que el grup tractat presento una major neoformació òssia en el defecte crític en cada període avaluat i arribant a tancar totalment el defecte als 60 dies del postoperatori amb evidència de remodelació òssia.

En la cirugía ortopédica actualmente se están buscando estrategias para la generación de biomateriales que aceleren la consolidación de defectos óseos de tamaño crítico en huesos largos, teniendo en cuenta que si no son tratados de manera adecuada pueden derivar en una pseudoartrosis y por consiguiente la no funcionalidad del miembro afectado, que podría terminar en amputación interfiriendo así con la calidad de vida de los pacientes. La terapia celular con plasma rico en factores de crecimiento (PRGF) se ha convertido en un material de investigación, con el objetivo de permitir que los factores de crecimiento que se almacenan en los gránulos α de estas células sean liberados de manera eficiente y en altas cantidades en el lugar implantado, lo cual permitirá acelerar el proceso de consolidación ósea. La preparación del PRGF de nuestro estudio se realizó con el protocolo Endoret®,el cual se basa en una sola centrifugación con la centrifuga BTI® PRGF Sistem III, a 460 gaus durante 8 minutos, las plaquetas se activaron con cloruro cálcico al 10%, a una proporción de 5% del activador en relación a la cantidad de PRGF obtenido, finalmente su preparación permite la concentración adecuada de factores de crecimiento como el PDGF, TGFβ, IGF, VGF, FGF, EGF, HGF y VEGF, que tienen la función de acelerar los procesos de reparación tisular. El PRGF que utilizamos en nuestro estudio preclínico se dejó gelificar a temperatura ambiente durante 30 minutos. El PRGF gelificado fue implantado en defectos críticos óseos de 20mm en el tercio medio de la tibia de 12 conejos de raza Nueva Zelanda, y se tuvo un grupo control de 12 animales experimentales a los cuales no se les implantó ningún biomaterial. El método de osteosíntesis empleado para estabilizar la tibia fue un fijador esquelético externo biplanar. La valoración del efecto analgésico producido por el PRGF se realizó durante los primeros 15 días posquirúrgicos. La evaluación de la osteogénesis producida en los defectos críticos se realizó a los 8, 15, 30 y 60 días posquirúrgicos por medio de análisis radiográfico y tomografía axial computarizada a través de la valoración de la formación ósea con la escala de puntuación radiológica modificada de Lane y Sandhu y según los criterios radiográficos de la puntuación mRUST (Radiographic Union in Tibia) modificado y la puntuación TUS (Tomographic Unión Score). A los 15, 30 y 60 días posquirúrgicos se realizó la valoración cualitativa con el análisis histológico y la valoración cuantitativa de la formación de hueso con el análisis histomorfométrico. Paralelamente se realizó la valoración de dos biomarcadores óseos la osteopontina y el colágeno tipo I. Nuestros resultados evidencian que existen diferencias estadísticamente significativas entre el grupo tratado con PRGF gelificado y el grupo control, teniendo en cuenta que el grupo tratado presento una mayor neoformación ósea en el defecto crítico en cada período evaluado y llegando a cerrar totalmente el defecto a los 60 días del posoperatorio con evidencia de remodelación ósea.

In orthopedic surgery, strategies are currently being sought for the generation of biomaterials that accelerate the consolidation of bone defects of critical size in long bones, taking into account that if they are not treated adequately they can lead to pseudoarthrosis and consequently non-functionality. of the affected limb, which could end in amputation, thus interfering with the quality of life of the patients. Cell therapy with plasma rich in growth factors (PRGF) has become a research material, with the aim of allowing the growth factors that are stored in the α granules of these cells to be released efficiently and at high rates. quantities in the implanted site, which will accelerate the bone consolidation process. The preparation of the PRGF in our study was carried out with the Endoret® protocol, which is based on a single centrifugation with the BTI® PRGF System III centrifuge, at 460 gaus for 8 minutes, the platelets were activated with 10% calcium chloride, at a proportion of 5% of the activator in relation to the amount of PRGF obtained, finally its preparation allows the adequate concentration of growth factors such as PDGF, TGFβ, IGF, VGF, FGF, EGF, HGF and VEGF, which have the function of accelerating tissue repair processes. The PRGF we used in our preclinical study was allowed to gel at room temperature for 30 minutes. The gelled PRGF was implanted in 20mm critical bone defects in the middle third of the tibia of 12 New Zealand breed rabbits, and there was a control group of 12 experimental animals in which no biomaterial was implanted. The osteosynthesis method used to stabilize the tibia was a biplanar external skeletal fixator. The assessment of the analgesic effect produced by PRGF was carried out during the first 15 post-surgical days. The evaluation of the osteogenesis produced in the critical defects was carried out at 8, 15, 30 and 60 days after surgery by means of radiographic analysis and computed axial tomography through the assessment of bone formation with the modified Lane radiological scoring scale. and Sandhu and according to the radiographic criteria of the modified mRUST (Radiographic Union in Tibia) score and the TUS score (Tomographic Union Score). At 15, 30 and 60 days after surgery, qualitative assessment was carried out with histological analysis and quantitative assessment of bone formation with histomorphometric analysis. In parallel, the assessment of two bone biomarkers, osteopontin and type I collagen, was carried out. Our results show that there are statistically significant differences between the group treated with gelled PRGF and the control group, taking into account that the treated group presented greater bone neoformation in the critical defect in each period evaluated and completely closing the defect 60 days postoperatively with evidence of bone remodeling.